短肢剪力墙范文10篇

近十几年来，随着人们对住宅，特别是多层、小高层住宅平面与空间设计的要求越来越高，普通框架结构的露梁露柱，普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅平面与空间的要求，于是在原有框架结构的基础上，吸收了剪力墙的优点，逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的多层和小高层住宅结构形式，即异形柱框架结构体系和短肢剪力墙结构体系。在高层住宅的设计中，短肢剪力墙结构是应用比较多的一种结构形式，与异形柱框架结构相比，它的抗侧向变形性能好，可适应更高的建筑高度，对于7度和8度抗震设防时，分别可达100m和60m【lJ。同时，与剪墙结构设计的有关问题。对于小高层住宅的结构选型、短肢剪力墙结构设计过程中结构布置、剪力墙数量、截面选择等问题进行了探讨；同时采用SATWE程序对结构进行了分析，并对计算结果作出比较。

1短肢剪力墙的力学性能

1．1短肢剪力墙的定义

短肢剪力墙是联肢剪力墙的一种，《高层建筑混凝土结构技术规程》(JBJ3．2002)对短肢剪力墙的定义是：短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙；即短肢剪力墙应满足5≤／h^≤8(1)力墙结构相比，短肢剪力墙结构比较经济、且结构为墙肢截面高度，％为墙肢截面厚度。塑量垦适：奎全二三堡壅，讨论了短肢剪力以上仅从构件的几何尺寸来限定短肢剪力墙是不严格的，因为满足以上条件的各种结构形式，其力学性能差异较大，因而造成短肢剪力墙结构设计的混乱L2J。本文从经济和安全的角度出发，根据短肢剪力墙的力学特性，引入肢强系数‘和整体性系数c【对短肢剪力墙进行限定【4J。(1)短肢剪力墙应满足k[]≤《；，≤[](2)其中，k为系数，0<k<l，经对结构的分析，一般取k=-0．9，II为大多数楼层不出现反弯点时的肢强系数。肢强系数的表达式为=(3)。J，为所有墙肢截面对组合截面形心的二次面积矩之和；，-一组合截面的惯性矩；(2)、短肢剪力墙应满足<10，的表达式为㈩其中，为肢距系数；D为连梁的刚度系数，为各墙肢的总刚度。当剪力墙的墙肢截面形式确定后，值的大小反映了剪力墙矩形洞口宽度的大小，小，洞口的宽度小，大，洞口的宽度大；当墙肢的截面形状和大小确定的情况下，的大小反映了剪力墙矩形洞口的高度，a大，洞口高度小，小，洞151高度大。

1．2整体性系数a对短肢剪力墙的影响

1．2．1整体性系数对侧移曲线的影响

短肢剪力墙过多的剪力墙结构能够给住宅建筑内部的分布带来很大的方便,其能够有效防止框架结构露梁露柱的缺陷,能够满足更多用户对平面有效分割的需要。并且,在经过运用轻质填充墙后能够大幅度降低结构本身的重量,从而减弱结构的侧向刚度,使得结构的自振周期不断增大,间接地增强了结构承受震动的能力。但受到新型结构抗震性的影响,其在地震较多的地区没有得到太多的运用,为确保万无一失,在运用短肢剪力墙结构抗震设计过程中,对其运用范围加以限制,更应该完善相应的抗震方法。

1、工程实例

某地区的住宅小区具体情况为:多层住宅楼(4层～7层)12栋、公共建筑1栋,共计13栋楼,总建筑面积约4.7万m2。考虑到开发商建筑结构的要求,排除一些公共建筑,其它多层住宅设计主要使用了短肢剪力墙结构形式。对建筑结构进行布置时,应当充分考虑到建筑平面情况及其运用功能,把横向一般剪力墙设置在房屋端部,这样可以对结构的扭转效应及横向侧加以控制;把纵向一般剪力墙设置在房屋中部,对结构的纵向侧移加以控制。从而形成短肢剪力墙、一般剪力墙、剪力墙筒体三者同时抵抗水平力的剪力墙结构。通过最后的试验检测,纵横两方向短肢墙第一振型底部地震倾覆力矩百分比都在50%以下,与建筑标准相符合。

2、短肢剪力墙的定义

在人们对住宅环境要求不断提高的过程中,对于多层住宅平面与空间的要求也更为严格。早期常规框架结构的露柱露梁、剪力墙结构会给建筑空间带来不利影响,限制了其内部空间结构大小,这显然满足不了用户当前的实际需要。因而,在设计者和建筑者们长期的研究探索中,其把剪力墙当成基础,对框架的优势不断积累改进后创建了全新的结构模式,即“短肢剪力墙一简体（或一般剪力墙）”结构体系。

2.1短肢剪力墙高厚比的标准

摘要：对异形柱与短肢剪力墙结构设计中的一些问题，如计算方法、异形柱受力性能及其轴压比控制、短肢剪力墙结构中转换层的设置高度及框支柱等进行探讨，提出建议，供结构设计人员参考。

关键词：异形柱短肢剪力墙结构设计

现代住宅建筑要求大开间，平面及房间布置灵活、方便，室内不出现柱楞、不露梁等。异形柱与短肢剪力墙结构能较好地满足现代住宅建筑的要求，因而逐渐得到了推广应用。目前，现行国家规范或规程中尚未给出有关异形柱与短肢剪力墙结构设计的条款，因此，结构设计人员在设计中常会遇到一些规范或规程尚未论及的问题，需要设计人员积累经验，利用正确的概念进行设计。

本文旨在对异形柱与短肢剪力墙结构设计中的一些问题进行探讨，提出个人看法，供结构设计人员参考

1异形柱结构型式及其计算

异形柱结构型式有异形柱框架结构、异形柱框架—剪力墙结构和异形柱框架—核心筒结构。

1工程概况

湖南株洲某住宅小区由多栋多层和9～15层小高层住宅组成,框剪结构,总建筑面积为120000m2。以地上9层小高层为例,标准1层结构单元见图1,层高3m;9层上有个跃层为第10层,局部突出屋面部分为电梯机房。建筑总面积为4337.18m2,建筑总高为27.600m。本工程建筑结构的安全等级为二级,抗震设防类别为丙类,按6度设防,地面粗糙度为C类,场地土类别为Ⅱ类。

2结构方案布置分析与选择

原结构方案采用一般的剪力墙结构,这种结构形式对于房屋高度不太大的小高层建筑来说,这种结构会造成刚度过大,重量增加,导致地震反应过强,使得上部结构和基础造价提高。所以,为了有效提高经济指标,经多方案论证,决定采用短肢剪力墙结构体系。

短肢剪力墙结构是指墙肢截面高度为厚度5～8倍的剪力墙结构,和一般剪力墙相比,这种结构型式的优点在于:

1)墙肢较短,布置灵活,可调整性大,容易满足建筑平面的要求。

1结构设计要点

1．1剪力墙结构设计

1．1．1剪力墙布置剪力墙结构是高层建筑中常用的结构形式之一，剪力墙在其自身平面内的刚度都很大，在水平荷载作用下侧移较小，结构抗震及抗风性能都较强，承载力要求也较容易满足。剪力墙按所开洞口的大小，可分为整体墙、小开口墙、联肢墙、壁式框架等几种形式：按墙肢总高度与厚度之比的大小可将单片剪力墙分为高墙(H／bw>2)、中高墙(1≤H／bw≤2)和矮墙(H／bw<1)等三种；剪力墙按高厚比可分为一般剪力墙和短肢剪力墙，一般剪力墙指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙；短肢剪力墙指截面厚度不图1高层住宅小区效果图大于300mm、各肢截面高度与厚度之比为48的剪力墙；墙肢截面高度与厚度之比小于4时，应按柱设计。

1．1．2剪力墙计算剪力墙应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力计算。在集中荷载作用下，墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力计算。规范明确规定，抗震设计的双肢剪力墙中，墙肢不宜出现小偏心受拉；当任一墙肢大偏心受拉时，另一墙肢的弯矩设计值及剪力设计值应乘以增大系数1．25。这主要是因为如果双肢剪力墙中一个墙肢出现小偏心受拉，该墙肢可能会出现水平通缝而失去抗剪能力，由荷载产生的剪力将全部转移到另一个墙肢而导致其抗剪承载力不足。当墙肢出现大偏心受拉时，墙肢易出现裂缝，使其刚度降低，剪力将在墙肢中重分配，此时可将另一墙肢按弹性计算的剪力设计值增大(乘以1．25系数)，以提高其抗剪承载力。剪力墙结构计算软件很多，可采用三维杆一系薄壁柱空间分析方法或空间杆一墙组元分方法，其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况，但对墙肢较长的短肢剪力墙，应采用空间杆一墙组元程序进行校核。在软件输入过程中，剪力墙输入主要有两种方式，一是按墙肢输入，墙肢之间设钢筋混凝土梁；另一种是直接输入整片墙，然后在墙体开洞。同～结构按两种方式输入，计算结果有一定的差别，这主要与软件的计算简化模型有关。

1．1．3剪力墙连梁设计在剪力墙结构中，梁主要有框架梁(跨高比大于5)和连梁(跨高比小于

5)两种，框架梁应按框架结构的框架梁设计，对于连梁，竖向荷载下的弯矩所占比例较小，水平荷载作用下产生的反弯使它对剪切变形十分敏感，容易出现剪切裂缝。对连梁超筋有两种处理方式，～种是将连梁刚度折减或将连梁弯矩及剪力进行塑性调幅，以降低其剪力设计值。当部分连梁降低弯矩设计值后，其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高；另一种是减小梁截面，这种方式往往受实际情况限制。剪力墙结构中的连梁是一个耗能构件，而在短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对减小，连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁，而不同于一般剪力墙间的连梁，不宜在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低，而应按普通框架梁要求，控制混凝土压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70％~80％来解决，按强剪弱弯，强柱弱梁的延性要求进行计算。这一点应引起设计者注意。

1．总体指标控制计算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，结构的振型曲线，自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中。总体指标对建筑物的总体判别十分有用。譬如说若刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，影响建筑物的使用。合理的刚度是多少，笔者建议对于小高层住宅μ/H取1/2500~1/3500，刚重比在10~15之间是比较合理的。周期约为层数的0.06~0.08倍之间。另外，对结构布置扭转的控制：在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍。当然，笔者建议对于顶层构件可不考虑在内，否则很难满足上述指标。

2．基础设计目前的短肢剪力墙体系小高层由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。基础则采用桩筏基础。如何对桩进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。例如某一工程，上部十八层带一地下室，根据勘察报告，采用400预应力管桩，可选桩长有桩长25m，单桩承载力特征值Ra=900KN，桩长34m，单桩承载力特征值Ra=1300KN。采用25m桩需要290根，采用34m桩需要200根。从桩本身比较两种方案，总的桩延米数量相当，但采用25m桩为满樘布置，筏板厚需1200mm，而采用34m桩为墙下布置，筏板可减至900mm，经济性明显。因此，笔者认为基础选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值，则应考虑桩冲切，角桩冲切，墙冲切及板配筋等多方面的因素。另外，筏板长度的设置也须我们研究探讨，由于考虑地下室的使用合理性，常规我们采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝，后浇带的作用是明显的，但也给施工带来了不少麻烦，甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层，长宽均达100m以上，中间就设置几条后浇带，也没有其他措施，笔者认为是不妥当的。

3．剪力墙设计

3.1布置。剪力墙布置必须均匀合理，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且X，Y两向的刚重比接近。在结构布置应避免一字形剪力墙，若出现则应布置成长墙（h/w>8）；应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上,若无法避免，则剪力墙相应部位应设置暗柱,当梁高大于墙厚的2.5倍时，应计算暗柱配筋，转角处墙肢应尽可能长，因转角处应力容易集中，有条件两个方向均应布置成长墙；规范中对普通墙及短肢墙的界定是墙高厚比8倍以下为短墙，大于8倍则为普通墙，这就引起高厚比为7.9倍及8.1倍的两种墙的受力特性截然不同，而配筋亦大相径庭，这显得比较机械而不合理，因此笔者建议布置长墙时高厚比能大于9。

3.2配筋及构造。对于小高层住宅来说,剪力墙是面广量大的，因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。

3.2.1剪力墙墙体配筋（以200厚墙体为例）一般要求水平钢筋放在外侧,竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。笔者建议加强区10@200，非加强区8@200双层双向即可，双排钢筋之间采用6@600×600拉筋。但地下部分墙体配筋则另当别论。因为地下部分墙体配筋大多由水压力，土压力产生的侧压力控制，而由于简化计算经常由竖向筋控制，此种情况下为增大计算墙体有效高度，可将地下部分墙体的水平筋放在内侧，竖向钢筋放在外侧。地下部分墙体钢筋保护层按《地下工程防水技术规范》第4.1.6条规定：迎水面保护层应大于50mm，且在保护层内按《混凝土结构设计规范》第9.2.4条规定增设双向钢筋网片。在这种情况下，很多设计人员在进行外墙裂缝验算时有效截面高度仍按保护层50mm计算，笔者认为是不妥当的。当采取了双向钢筋网片后，计算保护层厚度至少可按30mm来取值，这对节省墙体配筋效果相当明显。

1．总体指标控制计算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，结构的振型曲线，自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中。总体指标对建筑物的总体判别十分有用。譬如说若刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，影响建筑物的使用。合理的刚度是多少，笔者建议对于小高层住宅μ/H取1/2500~1/3500，刚重比在10~15之间是比较合理的。周期约为层数的0.06~0.08倍之间。另外，对结构布置扭转的控制：在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍。当然，笔者建议对于顶层构件可不考虑在内，否则很难满足上述指标。

2．基础设计目前的短肢剪力墙体系小高层由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。基础则采用桩筏基础。如何对桩进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。例如某一工程，上部十八层带一地下室，根据勘察报告，采用400预应力管桩，可选桩长有桩长25m，单桩承载力特征值Ra=900KN，桩长34m，单桩承载力特征值Ra=1300KN。采用25m桩需要290根，采用34m桩需要200根。从桩本身比较两种方案，总的桩延米数量相当，但采用25m桩为满樘布置，筏板厚需1200mm，而采用34m桩为墙下布置，筏板可减至900mm，经济性明显。因此，笔者认为基础选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值，则应考虑桩冲切，角桩冲切，墙冲切及板配筋等多方面的因素。另外，筏板长度的设置也须我们研究探讨，由于考虑地下室的使用合理性，常规我们采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝，后浇带的作用是明显的，但也给施工带来了不少麻烦，甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层，长宽均达100m以上，中间就设置几条后浇带，也没有其他措施，笔者认为是不妥当的。

3．剪力墙设计

3.1布置。剪力墙布置必须均匀合理，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且X，Y两向的刚重比接近。在结构布置应避免一字形剪力墙，若出现则应布置成长墙（h/w>8）；应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上,若无法避免，则剪力墙相应部位应设置暗柱,当梁高大于墙厚的2.5倍时，应计算暗柱配筋，转角处墙肢应尽可能长，因转角处应力容易集中，有条件两个方向均应布置成长墙；规范中对普通墙及短肢墙的界定是墙高厚比8倍以下为短墙，大于8倍则为普通墙，这就引起高厚比为7.9倍及8.1倍的两种墙的受力特性截然不同，而配筋亦大相径庭，这显得比较机械而不合理，因此笔者建议布置长墙时高厚比能大于9。

3.2配筋及构造。对于小高层住宅来说,剪力墙是面广量大的，因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。

3.2.1剪力墙墙体配筋（以200厚墙体为例）一般要求水平钢筋放在外侧,竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。笔者建议加强区10@200，非加强区8@200双层双向即可，双排钢筋之间采用6@600×600拉筋。但地下部分墙体配筋则另当别论。因为地下部分墙体配筋大多由水压力，土压力产生的侧压力控制，而由于简化计算经常由竖向筋控制，此种情况下为增大计算墙体有效高度，可将地下部分墙体的水平筋放在内侧，竖向钢筋放在外侧。地下部分墙体钢筋保护层按《地下工程防水技术规范》第4.1.6条规定：迎水面保护层应大于50mm，且在保护层内按《混凝土结构设计规范》第9.2.4条规定增设双向钢筋网片。在这种情况下，很多设计人员在进行外墙裂缝验算时有效截面高度仍按保护层50mm计算，笔者认为是不妥当的。当采取了双向钢筋网片后，计算保护层厚度至少可按30mm来取值，这对节省墙体配筋效果相当明显。

摘要：当前，人们对建筑提出了非常高的要求，人们的生活质量也得到了非常明显的改善，城市建设的过程中，高层建筑的数量也在不断的增多，以往的高层建筑结构已经无法满足人们个性化的需求，所以就必须要在建筑结构的设计上多下功夫。短肢剪力墙的出现就可以很好的解决这一问题，所以在建筑设计中得到了广泛的应用。

关键词：高层居民建筑；短肢结构墙；结构设计

最近几年，我国的短肢结构墙设计在高层建筑中得到了十分广泛的应用，同时它也受到了很多建筑施工人员的欢迎，这也使得短肢结构设计工作得到了非常迅速的发展，其次是短肢墙结构设计可以有效的提升结构的安全性，此外还能有效的改善室内的整体性，所以这种结构也成为了建筑设计中非常重要的一个发展方向。

一、短肢结构墙结构概述

通常，墙肢截面的高度和厚度比在5~8这一区间之内的结构墙叫做短肢结构墙，高层建筑在施工的过程中没有使用短肢结构强的结构墙架构，在建筑中设置了比较多的短肢结构墙的时候，我们需要设计结构墙和筒体，同时还要将其设计成二者结合在一起去发挥支承作用的结构。短肢结构墙架构是必须要具备的基础，在抗震设计工作中一定要充分的考虑到短肢结构墙可以承受的第一振型底部地倾覆力矩一定要在结构总底部地震倾覆力矩的一半。短肢结构墙结构的底限是我们在设计的过程中必须要注意到的一个问题，如果没有设置多余的短肢墙的时候，短肢墙可以接收的是第一振型底部的地震倾覆力矩为结构总底部地震倾覆力矩的25%~40%，因此，结构能够按照普通的结构墙形式来完成设计，底限并没有给予特殊说明的情况下，设计者可以根据自己的经验去设计。

二、设计短肢结构墙结构

1.剪力墙结构设计常见问题分析

1.1二十层以下高层剪力墙结构问题

通过之前的调查研究，我们发现目前许多二十层以下的高层建筑中仍然采用的是传统方式施工：现浇剪力墙结构。由于各个墙肢轴压比具有很小的计算值，墙体配筋方式也是采用构造配筋形式，使得原设计墙体应有的承载能力没有真正体现出来，并且建筑工程项目使用使用此种方式施工费用也是很高的。通常遇到这样情况的时候，一般采取现浇联肢短肢结构来代替原有剪力墙结构。采用短肢剪力墙结构能够将建筑结构顶点的位移、周期以及结构底部的剪力把握在可控范围内。

1.2框支剪力墙结构在建筑结构中的问题

在建筑结构中，通常剪力墙的上部主要使用的是短肢剪力墙结构，而在建筑物底部处理上，经常利用全落地剪力墙与框架支撑剪力墙这两项结合作为建筑物底部的结构使用，这类结构常常被利用于商业性住宅小区或者一些底商店铺中，其中最大的一个缺点就是这种结构在遇到地震等自然灾害时特别的脆弱。因为剪力墙在其上部下部之间刚度有很大的差异性，上部能承受较大的外力而保持微弱的形变，下部在同样的震动下，其特别容易产生变形。即便有水平的作用力存在，也会对其有很大的影响。为了因对这种形变问题，通常会采用短肢剪力墙，使剪力墙的剪力系数控制在一定范围内，保证其基本的刚度需求。

1.3二十层以上高层建筑剪力墙结构问题

第一篇：高层建筑梁式转换层结构的设计

对于高层建筑工程来说，结构稳定性与安全性要求更为严格，为了实现工程结构支架，必须要设计一种能够进行结构转换的结构层。梁式转换层结构为高层建筑支架转换重要组成部分，可以在满足基础功能的前提下，提高工程结构的安全性。在对此结构形式进行设计时，需要从多个角度出发，做好每个细节的研究分析，选择合适的措施进行优化，争取不断提高工程设计效果。

1高层建筑工程梁式转换层结构设计特点

梁式转换层结构传力途径为墙－梁－柱(墙)形式，具有传力明确、清晰、直接特点。转换结构主要作用是承受上部结构传达的竖向荷载，以及悬挂下部结构多层荷载力等，这样就导致转换结构构件存在很大的内力，在对结构进行设计时，就需要将对竖向荷载的控制作为研究要点。对高层建筑工程梁式转换层结构来说，基本上均具有比上部结构大于数倍的跨度，决定了结构设计时还需要做好对结构竖向挠度的控制。通常为提高转换层结构强度与刚度，会导致结构构件截面尺寸会加大。对高层建筑工程设计转换层结构，会沿着建筑高度方向对刚度均匀性造成影响，改变力的传播途径，成为竖向不规则结构，在对梁式转换层结构进行设计时，需要结合其所具有的特点来确定设计要点，选择措施做好每个环节的优化分析。

2高层建筑工程梁式转换层结构设计原则

2．1减少竖向构件